一种具有状态监测及故障记录功能的IGBT驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及一种具有状态监测及故障记录功能的IGBT驱动电路，包括逻辑控制模块、故障监测模块、光纤接口和电源模块；逻辑控制模块包括：逻辑控制电路和门极功率放大电路；故障监测模块包括故障检测电路和信号处理电路；本发明专利技术将状态监测等功能集成到IGBT驱动电路中能够在第一时间内获取IGBT的工作状态，由若干比较器构成的多级检测能够实现IGBT的故障识别与状态监测，并对退化失效提前做出判断与警报，避免因IGBT模块退化失效导致系统瘫痪，与离线测试与准在线测试相比，操作方便且成本较低；通过逻辑控制芯片对累计短路故障次数进行记录输出，并实现芯片掉电数据不丢失，为IGBT全寿命周期内的剩余寿命预测与健康管理提供研究基础。

An IGBT driving circuit with condition monitoring and fault recording functions

【技术实现步骤摘要】
一种具有状态监测及故障记录功能的IGBT驱动电路
本专利技术涉及IGBT驱动电路故障监测技术，具体涉及一种具有状态监测及故障记录功能的IGBT驱动电路。
技术介绍
电力电子器件与电力电子技术的发展相辅相成。目前，功率器件已经成为工业应用中不可缺少的器件，在能量转换与电力电子装置中起着关键作用。绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为最具代表性的功率器件，结合了MOSFET与GTR的优点，具有开关频率高、控制方便、输入阻抗高、高耐压，损耗小等优点。作为系统核心部件，IGBT广泛应用于多电平逆变器、高压直流输电、风电变流器及光伏逆变器等中大功率电力电子系统中。。伴随着功率器件新结构及新工艺的发展，IGBT的功率等级、功率密度、开关频率也在不断提高，其电压范围为600V～6500V，电流范围为1A～4500A，主要应用在1～100kHz的频率范围内。此外，目前的主流大功率IGBT普遍采用硅(Si)材料，但由于材料限制，IGBT的器件性能已经接近理论极限，所以，碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等新型材料的研究应用成为必然趋势。IGBT驱动技术伴随着I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有状态监测及故障记录功能的IGBT驱动电路，其特征在于，包括：逻辑控制模块、故障监测模块、光纤接口和电源模块；所述逻辑控制模块包括：逻辑控制电路和门极功率放大电路，逻辑控制电路包括：逻辑控制芯片；所述故障监测模块包括：故障检测电路和信号处理电路；/n所述电源模块为DC/DC电源模块，用于为逻辑控制模块、故障监测模块及光纤接口提供工作电源，并实现控制电路与功率回路之间的高压隔离；/n所述门极功率放大电路与IGBT模块的门极g和辅助发射极e相接，逻辑控制电路分别与信号处理电路和光纤接口相接；/n所述光纤接口用于将PWM光信号转换为相应的电信号并传输给逻辑控制芯片，并在IGBT出现故障时将...

【技术特征摘要】
1.一种具有状态监测及故障记录功能的IGBT驱动电路，其特征在于，包括：逻辑控制模块、故障监测模块、光纤接口和电源模块；所述逻辑控制模块包括：逻辑控制电路和门极功率放大电路，逻辑控制电路包括：逻辑控制芯片；所述故障监测模块包括：故障检测电路和信号处理电路；
所述电源模块为DC/DC电源模块，用于为逻辑控制模块、故障监测模块及光纤接口提供工作电源，并实现控制电路与功率回路之间的高压隔离；
所述门极功率放大电路与IGBT模块的门极g和辅助发射极e相接，逻辑控制电路分别与信号处理电路和光纤接口相接；
所述光纤接口用于将PWM光信号转换为相应的电信号并传输给逻辑控制芯片，并在IGBT出现故障时将不同故障类型的反馈信号转化为相应的光信号并发出故障告警信息；
当IGBT处于正常工况时，光纤接口还用于将逻辑控制芯片内的累计短路故障次数进行显示输出；
所述故障检测电路与IGBT模块的门极g、辅助集电极c和功率发射极E相接，用于检测IGBT模块在开通过程中的集射极电压Vce、集电极电流Ic、集电极电流变化率dic/dt、门极电压Vge、门极电流Ig和结温Tj等状态参数；并将检测信号传送给信号处理电路，
所述信号处理电路用于接收检...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄先进，孙湖，李艳，刘宜鑫，李鑫，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11